CN105142257A - Led组件、led固定件、控制方法和软件程序 - Google Patents

Abstract

多个LED以组群布置，每个组群包括至少一个LED；用于驱动LED的控制电路，所述控制电路包括用于感测LED的操作参数的感测装置。所述控制电路被布置成：a）操作至少一个LED组群；b）由感测装置感测至少一个组群的操作参数的值；c）对于至少一个不同的组群重复a）和b）；d）根据所感测的操作参数值向每个LED组群分配操作参数的值；以及e）根据所分配的操作参数值来控制LED组群的驱动。

Description

LED组件、LED固定件、控制方法和软件程序

本申请是申请日为2009年3月12日的中国专利申请200980109279.4的分案申请。

技术领域

本发明涉及LED组件、LED固定件、用于控制LED组件的方法并且涉及软件程序，所述软件程序包括当将所述软件程序加载到LED组件控制电路的处理设备中时，执行这样的方法的程序指令。

背景技术

在过去的几年中，将LED应用于照明用途变得越来越频繁。在这些应用中，可以使用具有相同颜色的LED，然而，LED组群的使用更为频繁，其中每个LED具有不同的特性，例如具有不同的颜色。例如，可以使用红光、绿光和蓝光LED，由此不同颜色的LED的同步或脉冲操作可以提供期望的颜色，例如白色、浅白色或者例如可以通过组合两个或更多LED而形成的任何其他期望的颜色。为了操作LED，提出了各种驱动电路和控制电路。由此，可以测量LED组群的特性，例如光输出、正向电压、LED正向电流等等。然而，随着可以应用多个LED组群，需要为每个组群提供这样的感测，这必定会增加硬件成本和复杂性。举例来说，在测量光输出的情况下，每个组群都需要分离的光传感器（例如通过应用光耦合器，该光耦合器将由每个组群所生成的一部分光引导到对应的光传感器）。类似地，在感测任何其他参数的情况下（例如LED正向电压、LED温度、LED正向电流等等），对每个组群应用感测电路。

发明内容

本发明意图在LED组件中提供对LED组群的简单控制。

此外，根据本发明一个方面的LED组件包括以组群布置的多个LED，每个组群包括至少一个LED；用于驱动LED的控制电路，所述控制电路包括用于感测LED的操作参数的感测装置，

所述控制电路被布置成：

a）操作至少一个LED组群；

b）由感测装置感测至少一个组群的操作参数的值；

c）对于至少一个不同的组群重复a）和b）；

d）根据所感测的操作参数值给每个LED组群分配操作参数的值；以及

e）根据所分配的操作参数值来控制LED组群的驱动。

根据本发明，在所选时间操作至少一个组群，由感测装置感测操作参数（即所操作的LED的总操作参数的值），所述感测装置向控制电路提供相应组群和/或同时操作的组群组合的多个总操作参数。根据这些数据，控制电路于是得到属于每个LED组群的操作参数的值。然后应用该参数以由控制电路控制每个LED组群。

上述内容可以容易地由示例说明。假设提供包括蓝光LED、红光LED和绿光LED的组群，例如包括至少一个蓝光LED的组群，包括至少一个红光LED的组群，以及包括至少一个绿光LED的组群。要确定的操作参数例如可以是总的光输出。然后，可以根据本发明来提供单个光传感器，以确定操作参数。首先，同时操作包括红光和蓝光LED的组群，并且测量总的光输出。然后，同时操作包括蓝光和绿光LED的组群，并且测量总的光输出。最后，同时操作包括红光和绿光LED的组群，并且测量总的光输出。可以重复这样的循环。根据红光和蓝光，红光和绿光，以及蓝光和绿光的总的光输出，可以计算红光、蓝光和绿光的光输出的值，因为上面的3个测量提供具有3个未知数的3个等式。通过所计算的红光、绿光和蓝光的输出，可以控制各个LED组群，以便提供每个组群的期望的光输出值。

应该注意，在该示例中，同时操作两个组群，并且同时为两个组群确定操作参数（即光输出）。尽管这样的方法需要计算工作量来确定多个LED组群的单独贡献，此种方法具有如下文所述的优点。

根据上述示例，可以容易地理解，根据本发明的组件仅需要单个感测装置以便测量多个组群中的每一个的操作参数。单个传感器将比多个传感器更易于集成到固定件中并节省传感器的成本和体积。因为单个传感器不需要光学混合路径，并且仅需要每个LED对于传感器转换功能的一次校准，所以单个传感器将节省更多体积。这实质上有助于将驱动器和/或传感器与LED组群集成到LED组件和固定件中。

在一个实施例中，本发明实质上是在无须中断照明应用的正常操作的情况下来确定操作参数（例如光输出、正向电压等等）的。为了确定包括以组群布置的多个LED的LED组件的操作参数（其中每个组群包括至少一个LED），文献中提出通过暂时禁用除了给定LED或LED组群之外的所有LED或LED组群、对于每个LED或LED组群来重复该过程以及增加不同LED或LED组群的贡献来确定给定LED或LED组群的操作参数的贡献。作为代替，在本发明的一个实施例中，同时操作至少两个LED组群。在优选实施例中，仅同时禁用一个LED或LED组群以确定所需的操作参数。如将说明的那样，这样的方法几乎不影响照明应用的正常操作。当在例如8ms的占空比间隔上测量实例花费例如10μs，执行用于确定3个LED组群的操作参数的3个测量，每个消耗大约每个组群的光输出的0.1％。因此应用本发明可以降低对工作状态（duty）的影响。作为额外的优点，降低对占空比的影响可以降低对视觉或非视觉（导致晕眩）闪烁做出贡献。此外，降低测量工作状态间隔还可以允许（一个或多个）较高的频率反馈回路，其允许更严格并稳定混合的光输出。当至少两个LED组群被同时操作于每个测量实例时，感测到其总操作参数。因此，由于可以同时操作LED组群，可以实现更高的强度，并且由于感测同时操作的LED的总操作参数仅需要单个感测装置，本发明的优点被同时保持。当以小于100％的占空比操作LED组群时，照明应用的正常操作根本不会被测量影响，因为测量示例的测量方案可以被设计，这使得在不影响所期望的占空比的情况下得以确定操作参数。

除了降低复杂度、节省体积、成本等等（这些可以通过应用单个感测装置来提供），还可以实现其他优点。举例来说，提供了多个光传感器以及为了将光线指引向各个传感器的相应的导子（guide）将显示某一程度的串扰，这将导致例如来自蓝光组群的光到达红光组群的传感器等等，这将对测量的准确性产生不利影响，由此可能对控制LED的输出的准确性产生不利影响。

因此，在本发明的优选实施例中，控制电路被布置成通过下述步骤来操作LED组群：

a）激活或去激活组群中的第一组群；

b）在预定的等待时段等待；以及

c）对该组群中的第二组群重复a）和b）。

由此，得到这样的时刻，期间组群中的一个特定的组群或者两个或更多组群被激活，这使得能够借助于感测装置来一起测量该组群或那些组群的操作参数。特别地，通过去激活组群中的第一个组群，等待并且激活该组群中的另一个组群，在去激活该组群中的第一个组群期间产生一时段（等待时段），这允许测量在等待时段保持激活的其他组群中的一个或多个的操作参数。通过重复上面的去激活，等待并且激活剩余的组群，可以获得时段（各自的等待时段），在这期间可以通过感测装置来执行对在该等待时段保持激活的组群或多个组群的测量。因此，去激活和激活可以提供一些时段，期间组群中的一些不同的组群或组群的不同组合被激活，因此提供一种激活LED组群的方法和算法，其与根据本发明的控制兼容。

下面的示例说明另一个优点。假设，例如在固定件中提供3个组群的白光LED，其中每个白光LED辐射不同颜色温度的光。进一步假设，这些白光LED都使用例如（但不限于）浅蓝色的覆盖有例如是（但不限于）浅黄色的磷光体的相同基底（base）LED构建的，以实现例如（但不限于）具有不同颜色温度的白光，其中不同的颜色温度取决于例如磷光体的尺寸和类型。所感测的操作参数例如可以是总的光输出，该总的光输出并非来自于作为一个整体的多个LED，而是通过提供从下面的基底LED到传感器的光路径而来自于这些LED。然后根据本发明提供了对来自基底LED的浅蓝色光敏感的单个光传感器。首先，同时操作第一和第二LED组群，并且测量总的光输出。然后，同时操作第二和第三LED组群，并且测量总的光输出。最后，同时操作第一和第三LED组群，并且测量总的光输出。可以重复这一循环。根据第一和第二，第一和第三以及第二和第三组群的总的光输出，可以计算第一、第二和第三组群的光输出的值，因为上面的3个测量提供具有3个未知数的3个等式。使用磷光体转换功能，可以计算出每个组群的总的光输出值。通过所计算的第一、第二和第三LED组群的所述总的光输出，这些相应LED组群可以被控制以便提供每个组群的期望的光输出值，从而控制固定件的总颜色温度。

根据上述示例，可以理解，在一个实施例中，根据本发明的LED组件仅需要窄带（单色）单个感测装置，以便测量相同或不同颜色温度的多个白光LED组群中的每一个的操作参数，其中使用单颜色基底LED来构造白光LED。一般来说，单色传感器比宽频谱传感器更便宜并会在增加可靠性的同时简化***。

提供一种具有多个基本上相同的基底LED（例如单色LED）的LED固定件(其中单个传感器被布置用来接收由基底LED辐射的部分光，而不是感测LED作为一个整体的光输出（即当磷光体涂层已将所辐射的光转换时）)可带来传感器可以更靠近LED而定位的优点，从而改进了测量的分辨率。

因此，根据本发明的一个方面，提供一种LED固定件，其包括：多个LED，在使用中其具有基本上相同的单色光输出；以及提供有磷光体或磷光材料的一个或多个涂层的覆盖层，其被布置成接收单色光输出的至少一部分；以及被布置成接收所述多个LED的部分单色光输出的光传感器。举例来说，可以在覆盖层下面提供该光传感器以检测从不同LED发出的光。当光传感器和可能的传感器布线被布置在LED固定件的覆盖层下面时，通过在覆盖层下面提供该光传感器，LED固定件的视觉外观被改进。在实施例中，根据本发明的LED固定件的覆盖层被提供有不同的磷光涂层，由此每个涂层被布置成基本上接收多个LED的子集（例如一个）的光输出。每个涂层可以例如导致LED固定件的不同颜色输出。通过以不同的占空比来操作不同的子集，可以改变该LED固定件的颜色输出。

此外，在所有LED具有相同的单色光输出的情况下，光传感器可以是单色传感器以检测由不同LED辐射的光。这样的传感器有可能比具有宽频谱范围的光学传感器更便宜。为了建立光组件的光输出，通过提供由每个传感器察觉到的每个LED生成的光和从LED组件外面（即当光通过磷覆盖层时）察觉到的光输出之间的关系，可以完成校准。为了补偿老化（例如磷涂层的磨损），可以随着时间重复这样的校准。为了确定由传感器察觉到的每个LED生成的光和从LED组件外面（即当光通过磷光覆盖层时）察觉到的光输出之间的关系，可以提供用于感测从LED组件外面察觉到的光输出的附加传感器。作为可替换方式或者附加地，可以在LED固定件的制造过程期间执行校准。

根据本发明的LED固定件可以有利地应用于根据本发明的LED组件中。

除了将大量蓝色LED用作基底来混合不同的白色阴影之外，相同的原理对于另一个常用LED基底颜色（不同于蓝色）也是有效的，于是另一个常用基底LED颜色也可以使用不同于白色磷光体（例如RGBW或RGBA磷光体）的磷光体来混合其他颜色（允许混合多种颜色的极大的频谱，其可以具有单个单色传感器反馈机制）。

尽管上文说明了本发明的不同方面，由此感测装置包括光传感器，但是许多变化和布置也是可能的。

当LED组件的感测装置例如包括电压感测电路时，例如有可能测量LED正向电压。所述LED正向电压可以应用做为LED操作时所处的操作温度的度量。而操作温度可以对以某一电流辐射的光量产生影响。已知正向电压可以部分地对这一效应进行补偿。该补偿可以利用正向电压和所辐射的光量之间的给定相关性，并且抵消该相关性。此外，给出正向电压变化和温度变化之间的已知关系，可以从电压测量得到LED组群的温度信息。正向电压的测量可以进一步用来检测每个组群中串联连接的LED的数目。而且，在接通和/或断开组群的情况下电压测量可以用来监控上升和下降时间，其可在脉冲调制方案（例如脉冲宽度调制、脉冲频率调制等等）中考虑。而且，还考虑具有不同数目的LED的组群之间的上升和下降时间的变化。

因此，在一个实施例中，根据本发明的LED组件被布置成确定组件的不同LED组群的LED正向电压。与感测光输出参数类似，这有助于同时确定多于一个组群的正向电压。这样的方法可以例如应用于LED组件，在所述LED组件中串联布置多个LED组群。将在下文中详细描述这种组件的示例。因为LED组群的正向电压可以取决于LED组群的电流或功率消耗以及LED组群的操作温度二者，所以基于不同LED组群的正向电压值估计LED组群的操作温度可能不足以精确地确定操作温度。可以通过将正向电压测量和电流测量相结合来更准确获得对温度的确定；通常在LED组件中，电流测量是可获得的（例如作为与多个LED组群串联的电阻器上的电压降），其允许在正向电压确定后确定提供给LED组群的电流。这样，可以基于所确定的LED组群的正向电压和提供给LED组群的电流来更准确地确定不同LED组群的温度。

由根据本发明的LED组件确定的操作参数的另一个可能是LED正向电流的测量：已知LED正向电流可能被要求以（例如通过控制电源（例如将操作电流供给LED组群的电流源或电压源）的输出电流）控制电流的值。此外，正向电流测量可以用来检测有故障的LED组群，它们可以被去激活。而且，正向电压和电流的组合可以被用来确定LED组群耗散，其可以用在热控制方案或热补偿方案中。根据另一个示例，可以测量LED温度。该LED温度可以对在某一电流处的辐射光的量产生影响。已知可以补偿的温度。

作为另一个示例，如先前已在上述示例中说明的那样，可以测量亮度（也被称为“光输出”），以由此例如实现光输出的反馈控制。可以根据对光输出和LED的特性以及驱动所应用的电子器件的需求来测量许多其他参数，例如某些色带的亮度、颜色值等等。

LED组群可以包括任何组群，例如具有相同颜色的LED组群，具有任何其他相同或相似特性（比如具有相同光输出与温度的关系、相同电压电流特性等等）的LED组群。同样可以提供任意LED组群。

控制电路可以包括任何类型的控制电路，其包括例如模拟控制电子器件、数字控制电子器件（例如微控制器、微处理器）或任何其他适当的控制设备（例如现场可编程门阵列（FPGA）、可编程逻辑器件（PLD）、分立的逻辑电子器件等等。

感测装置可以测量同时操作的LED的总操作参数（例如串联连接的LED等等的例如总电流、总正向电压）以由此实现简单并直观的正向感测装置。然而，其他布置也是可能的，（例如因为感测装置的感测特性）有可能应用校准曲线。例如，在光传感器具有与颜色有关的输出并且应用每个都具有不同颜色的LED组群的情况下，可以将校准曲线应用于所测量的操作参数以便从其中得到分离的组的值。

在优选实施例中，串联连接LED组群，组件包括：生成LED操作电流的电流源；以及与每个组群并联的相应开关，控制电路被布置成通过将相应开关驱动到基本上不导电的状态以使得操作电流流过相应组群来操作每个组群，并且通过将相应开关驱动到基本上导电的状态以经由该相应开关分流操作电流来去激活相应组群。这样的电流布置可以为上述激活或去激活、等待和重复提供适合的、紧凑的电路拓扑结构。

可以提供操作参数的许多示例，例如，操作参数可以包括LED正向电压，感测装置由此包括正向电压感测电路。LED的正向电压提供关于其电功率消耗的信息（这由相应LED的操作电流乘以正向电压确定）由此提供关于其热耗散以及其光输出的信息，然而，正向电压还可以提供关于组群中的LED的操作温度的间接信息。

操作参数可以包括照度，感测装置由此包括光传感器。由此，可以测量LED的光输出。在LED组群以不同的波长操作（例如辐射不同的颜色）的情况下，可以使用能够检测具有基本上相同灵敏度的每个波长的光传感器。在使用以某一程度展现单色特性（例如逐渐改变LED组群的不同波长的灵敏度）的传感器的情况下，可以应用校准曲线以校正处于各个组群的LED的不同波长的传感器的不同灵敏度。

在其他实施例中，操作参数包括LED操作电流，感测装置包括电流感测电路。LED操作电流的测量可以提供相对简单的装置以获得关于LED光输出强度的指示，如通常那样，LED示出其操作电流和其输出照度之间的直接关系。

当然如之前所概述的那样，操作参数的许多其他示例是可能的。而且，上述操作参数的组合是可能的：例如有可能测量正向电压和光输出，由此使用整个正向电压感测电路以及光输出测量装置（例如光电二极管）。因此，当可以测量各种参数时，可以提供准确又简单的控制，而且在仅需要单个光传感器、单个正向电压检测电路等等时，同时保持相对简单的硬件。

在另一个有益的实施例中，控制电路被布置成将LED操作循环的操作循环部分分配给LED组群，在每个操作循环部分期间操作至少一个LED组群，在每个循环部分中感测总操作参数的值，将操作循环部分分配给组群以使得可以根据在该循环部分中激活的组群的操作参数的总值的测量来计算每个组群的操作参数的值。由此，LED组群例如可以被同时操作，这例如允许获得期望的照度特性，同时选择该组合以使得可以根据其来确定每个LED组群的操作参数。举例来说，对于3个组群，组群1和2的同时操作提供组群1和2的总操作参数，组群2和3的同时操作提供组群2和3的总操作参数，组群1和3的同时操作提供组群1和3的总操作参数。现在获得3个测量结果，可以通过例如控制电路的处理装置根据所述测量结果来计算3个未知数，也就是每个组群的操作参数。

在一个实施例中，LED组件包括生成LED操作电流的电流源和与每个LED组群并联的相应开关。在这样的布置中，控制电路可以被布置成通过将相应开关驱动到基本上不导电的状态以使得操作电流流过相应组群来操作每个组群，并且通过将相应开关驱动到基本上导电的状态以经由该相应开关分流操作电流来去激活相应组群。

举例来说，可以在根据本发明的LED组件中应用的电流源包括但不限于功率转换器，例如降压、升压、降压-升压、Sepcic、Cut或谐振转换器。一般来说，LED组件的电流源可以是从单个电阻器、线性调节器变化到所提到的任何转换器。

本发明还包括用于控制LED组件的方法，所述LED组件包括以组群布置的多个LED，每个组群包括至少一个LED，该方法包括：

a）操作至少一个LED组群；

b）由感测装置感测该至少一个组群的操作参数的值；

c）对于至少一个不同的组群重复a）和b）；

d）根据所感测的操作参数值向每个LED组群分配操作参数的值；以及

e）根据所分配的操作参数值来控制LED组群的驱动。

利用根据本发明的方法，如同利用根据本发明的LED组件那样可以实现相同或相似的优点。而且，可以提供相同或相似的优选实施例，从而提供与上述关于根据本发明的LED组件的相同或相似效果。

本发明的另一方面涉及作为电流反馈的传感器（例如光学传感器）的使用。为了建立某一输出特性，为LED组群供电的电流源被布置以便为LED组件的多个LED组群提供某一电流。电流源能够通过表示电流的幅度的反馈信号来以期望的值提供该电流。为了建立所需的电流，电流源通常包括以高频（例如500kHz）操作的转换开关（switcher）（MOSFET）。在已知的基于LED的应用中，通过提供被布置成接收经过LED组件的电流的电阻器来感测如提供给该LED组件的LED的电流。电阻器可以例如与该LED组件的LED串联连接。电阻器上的电压降可以被用来测量经过该LED组件的LED的瞬时电流，并且由此用作对电流源的反馈信号。

本发明通过以不同的方式建立反馈信号来提供可替换的方法。在LED组件包括用于确定多个LED组群的LED组群的光通量的光学传感器的情况下，所测量的光通量可以被用作对经过LED组群的电流的指示。

光学传感器可以例如瞬时测量单个LED或LED组群的光通量或者可以同时测量多于一个组群的光通量。通过使用（例如从工厂测量获得的）校准数据，基于通量测量来确定经过LED组件的电流。

光学传感器可以是单色传感器或覆盖宽的频谱的传感器。在第一种情况下，以及在多个LED组群串联连接的情况下，在确定提供给LED组件的电流时需要考虑该LED组件的仅一个LED或LED组群的输出。

如所提到的，光学传感器可以被布置成瞬时确定光通量。通过这样做，可以不需要考虑LED或LED组群的可能的占空比。此外，优选瞬时通量测量而不是平均通量测量，因为它避免了通量测量的积分。在一个实施例中，通量测量与所测量的LED或LED组群的操作同步。优选地，LED组件的控制单元被用来使通量测量与控制所监控的LED或LED组群的开关的操作同步。

作为一种可替换方式，可以基于LED组群上的（瞬时）正向电压测量来确定提供给该LED组群的电流。因为正向电压和电流之间的关系取决于操作温度，所以也可以提供温度传感器以建立其正向电压被测量或确定的LED或LED组群的温度。

基于所测量的通量或正向电压（可选地结合温度测量），可以建立代表提供给LED组群的电流的反馈信号。这样的信号例如可以被提供给根据本发明的LED组件的控制单元以建立被布置成为根据本发明的LED组件供电的电流源的控制信号。基于该控制信号，该电流源的开关元件可以***作成建立某一电流的设置点。通过修改所述控制信号的放大，该电流源可以被制成以不同的电流设置点操作，而不会改变用于提供反馈信号的实际测量。这可以由下面的示例来说明。假设应用所测量的正向电压（可选地结合温度测量）来确定实际电流值Iact。因此可以将所测量的正向电压作为反馈信号应用于控制单元，以便确定代表该实际电流值Iact的控制信号。该控制信号可以作为反馈例如直接提供给电流源。在所确定的电流值对应于所需的电流值Ireq的情况下，电流源将保持其操作。如果将信号Iact*K提供为反馈，而不是将代表实际电流值Iact的控制信号作为反馈提供给电流源，则电流源将调整其操作条件直到提供电流Ireq=Iact/K为止。通过例如将所确定的电流值Iact减少为原来的二分之一，基于其减少值的反馈控制信号将被电流源来解释，就如同实际电流值仅是所需电流的一半那样。

通过生成基于正向电压测量或通量测量的电流反馈，不需要用于电流测量的单独装置（例如与LED组群串联连接的电阻器）。如由根据本发明的LED组件的控制电路所接收的正向电压测量或通量（或照度）可以因此被控制电路所应用以得到电流反馈信号。

因此，可以避免这样的电阻器的体积需求和耗散。

然而，值得注意的是所论述的为了调整电流设置点而缩放反馈信号的原理还可以应用于根据与LED组件的LED组群串联的电阻器上的电压测量来确定反馈信号的情况。

本发明还可以以包括程序指令的软件程序的形式提供，当将所述软件程序加载到LED组件电路的处理装置中时，执行根据本发明的方法。将会理解，软件程序可以提供与根据本发明的LED组件和方法相同或相似的效果，同时可以提供相同或相似的优选实施例，从而提供相同或相似的效果和优点。

附图说明

根据示出非限制性实施例的附图和相应的描述，本发明的其他优点、实施例和特征将变得更清楚，其中：

图1描绘根据现有技术的具有感测布置的LED组件；

图2描绘根据本发明的实施例的LED组件；

图3描绘驱动根据图2的实施例的LED组群的时序图的一个实施例；

图4描绘驱动根据图2的实施例的LED组群的时序图的另一实施例；

图5示意性地描绘根据本发明的另一个LED组件；以及

图6a和6b示意性地描绘根据本发明的LED固定件的实施例。

具体实施方式

图1描绘根据现有技术的配置，其包括3个Led组群，即分别被标为GP1、GP2和GP3的一个红光、绿光和蓝光Led组群，每一个都包括串联连接的2个LED。每一个组群被提供有其自己的电流源（即分别为CS1、CS2和CS3），它们中的每一个都可以被相应的开关晶体管（即分别为CP1、CP2和CP3）接通。晶体管、电流源和串联连接的LED被连接到公用电源电压V。控制单元CU被提供用来分别控制晶体管CP1、CP2和CP3的开关。在该示例中，每个LED组群的光输出被相应的传感器感测，即SE1用于感测红光组群的输出（照度、亮度），SE2用于感测绿光组群的光输出并且SE3用于感测蓝光组群的输出。每一个传感器被连接到各自的读出电子器件，其包括例如放大器，将其输出信号提供给控制单元。现在可以响应于由各个组群感测到的光强度（还有可能结合其他参数，例如代表期望的光强度和/或颜色方案的设置点信号）来控制相应晶体管CP1、CP2和CP3（例如以脉冲触发的方式）接通和断开。

图2描绘根据本发明的LED组件，其包括3个LED组群，即在该示例中包括单个LED的第一组群（被称为GP1），在该示例中包括两个并联的LED的第二组群（被称为GP2），以及在该示例中包括串联连接的2个LED的第三组群（被称为GP3）。每个组群都提供有并联开关晶体管（被分别称为CP1、CP2和CP3），它们被控制单元（在图2中被称为CU）驱动。根据本发明的一个方面，提供单个传感器SE1，在该示例中为光传感器（例如光电二极管），其能够分别经由相应的光路径LP1、LP2和LP3从每个LED组群接收光。传感器的输出被适当的放大器放大，其输出被提供给控制单元CU。在该实施例中，提供单个电流源CS，其可以向所有3个LED组群供应操作电流。另外，相应的组群被控制单元CU激活，其中该控制单元CU将相应的晶体管驱动成基本上不导电的状态。相反，将晶体管驱动到导电状态将会使LED组群短路，从而将它去激活。要注意，在该实施例中，电流源CS可以被控制单元CU去激活。此外，控制单元CU可以被提供有通信接口I/F，可以经由其来获得数据（例如期望的强度），以及/或者可以经由其来传输状态信息。现在将参考图3来描述图2实施例的可能操作。

在图3中，描绘时序图，其显示每个LED组群的操作状态与时间T的关系，更具体来说一个循环时段Tc上的操作状态。对于每个组群，激活状态被描绘为1，同时去激活状态被描绘为0。在循环时段Tc中，限定测量时间tm，其中对于每个组群，可以找到其中仅激活相应组群的时段tp，换句话说，该所述时段tp中去激活剩余的组群。在这些时段中，由传感器测量的输出信号将反映相应组群的测量值。因此，单个传感器可以提供每个组群的测量信息。控制单元应用所述每个组群的测量信息（有可能结合所期望的（设置点）值）来驱动相应的组群。可以在下一循环时间Tc期间重复所描绘的图样。

图4描绘可替换的时序图，其中在测量时间tm中，在相应时段期间操作成对的两个组群。由此在相应时段期间所感测的强度提供相应成对的两个组群的强度的相应的和。可以根据其计算单独组群的强度并且被控制单元使用以驱动相应的开关晶体管，以便驱动LED。

还可以提供图3和图4的实施例的组合：举例来说，由图4的测量而获得的每个组群的操作参数可以与由图3实施例而获得的每个组群的操作参数相比较。如果检测到差值，则可以推断在组群之间出现互扰，同时测量多个组群中的两个的组合，并且控制单元可以选择回复图3的算法，从而单个感测装置单独测量组群。

图3和图4的实施例提供其中激活或去激活一个组群并且在等待时间之后激活或去激活另一个组群的示例。

尽管在图3和图4的实施例中，在构成循环时间Tc的相对小部分的测量时间tm中连续进行测量，但是还可以在循环时间的其他部分进行测量，例如以互相间隔的时间间隔进行测量。

为了以期望的强度驱动LED，可以应用任何适当的调制方案（例如脉冲宽度调制、脉冲频率调制、脉冲位置调制等等）和/或在WO2006/107199中公开的任何其他一种驱动算法，从而在时间上获得其中感测装置可以测量代表单一的一个LED组群或LED组群的组合的输出的时刻。

将会理解，LED组群可以包括单个LED、串联和/或并联连接的两个或更多LED等等。

此外，将会理解，所获得的传感器信号以及从其得到的操作参数可以被应用于任何类型的控制方案，例如前馈控制、反馈控制、迭代控制等等。

图5示意性地描绘根据本发明的另一个LED组件。该LED组件包括在组群GP1、GP2和GP3中布置的多个LED，其中每个组群包括至少一个LED，并且控制电路CU用于驱动LED。该LED组件还包括用于将电流I提供给多个LED组群的电流源CS。该实施例还包括正向电压感测电路100，其用于感测取决于与LED组群并联提供的开关CP1、CP2和CP3（例如MOSFET或晶体管）的操作状态的一个或多个LED组群上的正向电压（Vf）。通过适当地操作开关CP1、CP2和CP3，可以根据如上文所解释的三个正向电压测量来确定三个LED组群中的每一个上的正向电压。如图5中所示的照明应用还包括用于向LED组群提供电流I的电流源CS。该电流源CS被描绘为所谓的降压转换器，其被布置成使用开关元件T（例如MOSFET）、电感L和二极管D来将输入电压V转换成电流I。

可以根据电阻Rs上的电压来确定提供给LED组群的电流I，所述电压被提供给控制单元CU。该控制单元CU还可以被装配以将通/断信号提供给电流源CS，以便将电流源接通或关断。如上所述，电阻Rs上的电压被应用为对控制单元CU和对转换器（经由电阻R1到FB端口）的反馈。作为对与LED组群串联连接的电阻Rs的应用的替换，正向电压（可选地结合温度测量）可以用作对控制单元CU的反馈信号，由此可以布置控制单元以基于该反馈信号将控制信号S提供给电流源CS，作为对实际电流电平I的反馈。通过这样做，可以忽略电阻Rs的应用以及由此出现的损耗。

图6a（XZ视图）和图6b（XY视图）示意性地描绘了根据本发明的LED固定件，该LED固定件包括：例如在单个芯片205上布置的四个单色LED200以及感测装置，例如邻近LED布置以接收由该LED发出的部分光的光传感器210。该固定件还提供有覆盖层220，其包括磷光体或磷材料，例如涂层230（一般来说，一种实现获得由其接收的光输出的频移的材料），该覆盖层被布置成接收从LED发出的光，并且发出具有不同频率或频率范围的光。覆盖层例如可以被提供有不同类型的材料，其实现由该材料接收的光输出的频移，从而获得实现生成不同颜色的LED固定件。举例来说，覆盖层220可以被提供有四种不同类型的磷光体或磷材料（例如以生成基本上红光、绿光、蓝光和白光），每种材料被布置成基本上仅从四个LED200中的一个接收光输出，由此通过以不同的占空比来操作不同的LED来实现可变颜色光输出。根据本发明的LED固定件可以有利地提供有单色传感器；因为该传感器被布置成接收从LED发出的光输出，所以该传感器需要仅对由LED发出的光的频率敏感。基本上在磷光体或磷涂层下面的传感器的布置使得该传感器能够靠近LED定位并且避免该传感器阻挡由涂层发出的光。根据本发明的LED固定件可以被有利地应用于根据本发明的LED组件中。

本领域技术人员将会认识到，本发明实现提供更紧凑并且廉价的LED固定件和LED组件。因为如所应用的那样降低了部件的数目，所以还可以增强可靠性。要提出，LED固定件、LED组件、软件程序和用于控制LED组件的方法的实施例仅是示例性的并且在本发明的范围内可以设计其他实施例，本发明的范围仅由所附的权利要求限制。

Claims (10)

1.一种LED固定件，包括：

－多个LED，在使用中提供光输出；

－提供有磷光体或磷材料的多个不同涂层的覆盖层，每个涂层被布置成基本上接收多个LED的子集的光输出；

－被布置在覆盖层之下并且布置成接收所述多个LED的部分光输出的光传感器。

2.根据权利要求1所述的LED固定件，其中所述多个LED为单色LED，所述光传感器是对LED的单色光输出敏感的单色传感器。

3.根据权利要求1或2所述的LED固定件，其中所述光传感器被水平布置在所述LED固定件的中央位置。

4.根据权利要求3所述的LED固定件，其中所述多个LED由4个单色LED组群组成，所述多个不同涂层由4个不同的涂层组成，每个涂层被布置成基本上接收4个单色LED组群的其中一个单色LED组群的光输出。

5.根据权利要求4所述的LED固定件，其中所述4个不同涂层是RGBW涂层或RGBA涂层。

6.根据权利要求1所述的LED固定件，进一步包括用于感测在使用中于所述LED固定件外部感测的光输出的另外的传感器。

7.一种LED组件，包括：

按照前述权利要求任一项所述的LED固定件，以组群布置的多个LED，每个组群包括至少一个LED；

用于驱动LED的控制电路，所述控制电路包括光传感器作为用于感测多个LED的部分光输出的感测装置，

所述控制电路被布置成：

a）操作至少一个LED组群；

b）由感测装置感测至少一个组群的光输出值；

c）对于至少一个不同的组群重复a）和b）；

d）根据所感测的光输出值确定每个LED组群的光输出值；

以及

e）根据所确定的光输出值控制LED组群的驱动。

8.根据权利要求7所述的LED组件，其中，所述LED固定件为如权利要求6所述的LED固定件，并且其中，所述控制电路被配置为通过确定由光传感器察觉的光输出与由另外的光传感器所察觉的光输出之间的关系来校准LED组件。

9.根据权利要求7所述的LED组件，其中，所述光传感器具有依赖于颜色的输出，并且其中，所述控制电路被配置为将校准曲线应用于所感测的光输出以生成光输出值。

10.根据权利要求7所述的LED组件，其中，还包括正向电压感测电路，并且其中，所述控制电路进一步布置成：

在步骤b）期间，由所述正向电压感测电路感测至少一个组群的正向电压值；

在步骤d）期间，对于每个LED组群，由感测的正向电压值确定正向电压值；以及

在步骤e）期间，由确定的正向电压值控制KED群组的驱动。